Detectan un nuevo estado de la materia, clave para el desarrollo de la tecnología

Los fermiones de Majorana pueden usarse como bloques de construcción de ordenadores cuánticos, que serían capaces de llevar a cabo cálculos imposibles de realizar con la tecnología actual.

Un grupo de científicos internacionales, encabezado por físicos de la Universidad de Cambridge (Reino Unido), ha detectado ‘huellas’ de este nuevo estado de la materia que hace posible que los electrones se rompan en trozos. Las partículas fraccionadas, conocidas como fermiones de Majorana, son un material de dos dimensiones con una estructura similar al grafeno.

Los resultados experimentales de esta investigación acertaron con éxito con uno de los principales modelos teóricos del líquido cuántico de espín, explicado por la teoría conocida como el modelo Kitaev. Se creía que estos estados de la materia se escondían en ciertos materiales magnéticos, pero hasta ahora no se han visto en la naturaleza.

«Este es un nuevo estado cuántico de la materia, que se había predicho, pero no se había logrado ver» afirmó el Johannes Knolle, del Laboratorio Cavendish de Cambridge, uno de los coautores de la investigación.

Se trata un material magnético, los electrones se comportan como pequeños imanes. Cuando un material se enfría a una temperatura es lo suficientemente baja, los imanes se ordenan en largos intervalos y todos los polos magnéticos apuntarán en la misma dirección. Sin embargo, en un material que contiene el estado líquido cuántico de espín, incluso si se enfría hasta el cero absoluto, los imanes no se alinean, sino que se enredan por las fluctuaciones cuánticas. Es un paso importante para nuestra comprensión de la materia cuántica

Según Dmitry Kovrizhin, otro autor del estudio, se trata de «un paso importante para nuestra comprensión de la materia cuántica. (…) Es divertido tener otro nuevo estado cuántico que nunca hemos visto antes, nos presenta nuevas posibilidades para probar cosas nuevas».

La observación del fraccionamiento de electrones en materiales reales supone un gran avance para la computación cuántica: los fermiones de Majorana pueden ser utilizados como bloques de construcción de ordenadores cuánticos, que serían mucho más rápidos que las computadoras convencionales y serían capaces de llevar a cabo cálculos imposibles de realizar con la tecnología existente.